CN106458293A - 锚爪埋设装置 - Google Patents

Abstract

一种锚爪埋设装置(1，1A)，该锚爪埋设装置(1，1A)用于增强拖动嵌入式船用锚的埋设和保持能力以及当固定地位于链缆系统上时用于增强链缆系统的埋设和保持能力，该锚爪埋设装置(1，1A)包括锚爪构件(8)，该锚爪构件(8)以倾斜的方式附接至包括袋部(12A，12B，12C)的本体构件(7)，袋部(12A，12B，12C)用于容置以限定的姿态穿过本体构件(7)的链缆(4)的链节(16，17)，使得轴向载荷和横向载荷经由单独的链节(17A，17C)被施加在链缆(4)中以维持其中的弯曲应力类似于链式起锚机的5袋式锚链轮中发生的弯曲应力，并且使得露出的链节(16A，16B)在使用时具有足够的铰接同时被嵌入以允许链缆(4)执行重型昂贵钩环的功能并且消除对重型昂贵钩环的。锚爪埋设装置(1，1A)使来自多个锚爪埋设装置的土壤载荷能够沿着链缆(4)的长度被分布，并且锚爪埋设装置(1，1A)优选地设置有宽度小于链缆(4)的有效占据宽度的本体构件(7)并且优选地绕对称平面(5)分成两个半部(2，3)，以便于在集装箱容限内运输。

Description

锚爪埋设装置

技术领域

本发明涉及用于增加拖动嵌入式船用锚和线缆系统的穿透能力和保持能力两者的安装有线缆的锚爪埋设装置。

背景技术

在美国专利No.3,685,479中公开了这样的锚爪埋设装置，该专利示出了用于安装在钢丝缆上的第一锚爪埋设装置和用于安装在链缆中以与第一锚爪埋设装置形成一体式链节的第二锚爪埋设装置。锚爪埋设装置与海底土壤相互作用以在线缆中施加轴向力，从而直接增加保持能力。这些装置还通过以下方式间接地增加保持能力，即，在线缆中施加抵抗其穿透阻力的横向力，以促进锚的更深的穿透，从而随之在能力方面得以增强。

第一锚爪埋设装置的缺点包括：将装置附接至钢丝缆的夹紧部件的滑动以及由于在装置的前端和后端处缺少铰接而导致的钢丝缆的局部弯曲所引起的处理和操作损坏。

第二锚爪埋设装置的缺点包括：对于锚缆中承载大大超过由装置贡献的载荷的高传递载荷的结构性适应的要求；需要昂贵的连接钩环以在承载高传递载荷时提供足够程度的铰接；以及船级社对于在制造完成时对装置和钩环施加等于相关联的链缆所需的高防护载荷的要求。最后提到的船级社要求适用于与链条成一体并通过其传递链条张力的所有装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于增加克服了上述缺点的拖动嵌入式船用锚和链缆系统的穿透和保持能力的锚爪埋设装置。本发明的另一目的是提供一种改进的锚爪埋设装置，其能够附加地用作在拖动嵌入式船用锚和链缆系统中使用的船用锚的替代物。

根据本发明，本锚爪埋设装置包括对称平面并且包括本体构件和锚爪构件，锚爪构件以相对于所述本体构件的纵向轴线成锐角倾斜的方式附接至本体构件，并且锚爪埋设装置包括附接部件，附接部件用以将所述本体构件保持在包括一系列链节的链缆上的固定位置中，由此所述纵向轴线维持为与所述链缆的轴线大致对准，所述本体构件适于维持所述链缆在本体构件中以限定的姿态延伸，所述附接部件包括所述本体构件上的第一接触点和所述本体构件上的第二接触点，其中，第一接触点用于将轴向载荷从第一接触点传递至所述链缆的链节上的对应点，第二接触点用于将横向载荷从第二接触点传递至所述链缆的链节上的对应点。

优选地，所述限定的姿态包括所述链缆的交替的链节维持在相对于所述对称平面成直角的平面中。

优选地，所述第一接触点将轴向载荷传递至所述链缆的第一链节上的对应点，并且所述第二接触点将横向载荷传递至所述链缆的第二链节上的对应点。

所述第二接触点定位成在所述锚爪埋设装置的操作期间抑制在所述链缆的所述链节中引起与在张紧所述链缆时在起锚机的锚链轮中发生的弯曲应力相类似弯曲应力。

优选地，所述第二接触点定位在所述本体构件上的两个位置处，以承靠在所述链节中的间隔开的两个链节上，用以对抗当所述链缆拉紧时穿入海底土壤的同时与海底土壤相互作用期间在所述锚爪埋设装置中引起的转矩。

优选地，所述第二接触点的所述两个位置间隔开了下述距离：所述距离不小于所述链节的杆直径的12倍，并且优选地不小于所述杆直径的20倍。

优选地，所述第二接触点定位成使得位于相对于所述对称平面成直角的平面中的链节上的所述对应的载荷传递点与所述对称平面间隔开了在下述距离：所述距离处于所述链节的标称直径的0.8倍至所述链节的标称直径的1.0倍的范围内。

优选地，所述第二接触点定位成使得位于相对于所述对称平面成直角的平面中的链节上的所述对应的载荷传递点与所述链节的位于所述对称平面中的冠状部段的中心点分开了沿平行于所述链缆的所述轴线的方向测量的在所述链节的标称直径的0.4倍至0.6倍的范围内的距离。

优选地，所述附接部件包括位于所述本体构件中的布置成用以容置所述链缆的链节的袋部。

优选地，所述袋部将所述链缆的所述链节限制成位于相对于所述对称平面成直角的平面中。

优选地，锚爪埋设装置大致以两个半部形成，所述两个半部在所述链缆上相对侧向组装。

优选地，所述第一接触点邻近所述锚爪构件定位，由此由所述锚爪埋设装置施加在所述链缆中的拉伸载荷基本上绕过所述本体构件的位于所述第一接触点的前方的部分。

优选地，所述本体构件包括两个长形构件，所述两个长形构件各自大致平行于所述对称平面而设置并且各自沿着所述链缆的两个相对侧部中的一个侧部延伸。

优选地，所述长形构件呈板状。

优选地，所述袋部包括长形狭槽，所述长形狭槽贯穿所述板状长形构件中的每个板状长形构件以容置所述链节。

优选地，所述长形构件间隔开了在所述链节的标称直径的1.06倍至所述链节的标称直径的1.1倍之间的距离。

优选地，在横向于所述链缆的方向上测量，所述本体构件的宽度小于所述链缆的链节的宽度。

优选地，在横向于所述链缆的方向上测量，所述长形构件各自的宽度小于所述链缆的链节的杆直径，并且进一步优选地小于所述杆直径的0.5倍。

优选地，所述长形构件在末端处张开，使得所述链缆的从所述末端露出的链节能够从所述对称平面侧向自由摆动通过达20°的角度，其中，该角度进一步优选地为12°。

优选地，所述露出的链节能够在所述对称平面中自所述纵向轴线摆动通过达90°的角度。

优选地，包括位于两个隔开的位置处的所述第二接触点的所述锚爪埋设装置还包括横滚稳定器。

优选地，所述链缆终端的锚爪埋设装置包括横摆稳定器。

优选地，所述锚爪埋设装置布置成使得包含所述本体构件中的最前面的袋部中的链节的位于所述对称平面中的前冠状部段的中心点和所述锚爪构件的最前面的点的所述对称平面上的投影点的直线相对于所述纵向轴线以在25°至35°的范围内的角度倾斜，其中，该角度进一步优选地为30°。

附图说明

现在将通过示例的方式参照附图对本发明的各实施方式进行描述，在附图中：

图1示出了锚爪埋设装置的斜前视图；

图2示出了图1的锚爪埋设装置的斜后视图；

图3示出了图1的锚爪埋设装置的平面图；

图3A以更大的比例示出了图3的细节；

图4示出了图1的锚爪埋设装置的侧视图；

图5示出了图1的锚爪埋设装置沿图4的方向X的视图；

图6示出了图4的锚爪埋设装置的截面Y-Y；

图6A示出了倾斜的无柱环节链缆的有效基础宽度W；

图7示出了图1的锚爪埋设装置的改型的侧视图；

图8示出了安装在土壤深层中的锚爪埋设装置；

图8A示出了安装在岩石上的浅层土壤中的锚爪埋设装置；

图9示出了图1的具有横滚稳定器的锚爪埋设装置的斜视图；

图10示出了图7的具有横摆稳定器的锚爪埋设装置的斜视图。

具体实施方式

参照图1至图6，锚爪埋设装置1由两个部分2、3形成，即，锚爪埋设装置1包括左舷半部2和右舷半部3，左舷半部2和右舷半部3布置成以围绕链缆4并与链缆4平行的方式彼此相对附接。锚爪埋设装置1是关于对称平面5(图4和图5)对称的，该对称平面5包含链缆4的轴线6，该链缆4在其柄7内向内延伸。当锚爪埋设装置1埋设在海底39(图8)的海底土壤38中时，对称平面5沿竖向定向。左舷半部2和右舷半部3包括柄7和锚爪8。柄7包括向锚爪8的前方延伸的前柄7A和向锚爪8的后方延伸的后柄7B。柄7和锚爪8分别由在接合部11处连接在一起的板9和板10形成。在柄7的板9中形成有三个狭槽12A、12B和12C(图1、图2和图4)，所述三个狭槽12A、12B和12C用作用于分别容置链缆4的链节17A、17B和17C的袋部。链节16保持在对称平面5中，然而链节17保持与对称平面5成直角。狭槽12A、12B和12C在设置成与对称平面5成直角的平面13(图4)中沿轴向对准。锚爪埋设装置1的纵向轴线14由对称平面5与平面13(图3和图4)的交线限定。因而，狭槽12A、12B和12C保持轴线6与轴线14基本重合。

锚爪埋设装置1的左舷半部2和右舷半部3组装有与对称平面5平行的板9且组装有彼此对齐的狭槽12A、12B和12C。半部2和半部3借助于穿过板9和间隔件15A的螺栓15绕链缆4侧向紧固在一起，所述间隔件15A用于维持用于位于对称平面5中的链缆4的链节16(图5)的足够间隙，以避免链节16被板9夹持。因而，间隔件15A将板9间隔开在下述范围内的距离：所述范围为链缆4的标称直径D(图4)的1.05倍至1.1倍。狭槽12A、12B、和12C提供了绕对应的链节17A、17B和17C的松配合以在平行于轴线14(图4)的方向上提供足够的间隙，进而允许链缆4在极端载荷下伸展而不受狭槽12A、12B和12C限制。

板9具有在接合部11处设置用于支承锚爪8的下延伸部9A和上延伸部9B。渐缩板肋18焊接至板9和10，以增加锚爪8的抗弯性。在对称平面5处彼此抵靠的板肋延伸部18A承受在锚爪埋设装置1的半部2与半部3之间的压缩载荷(图2和图3)。将狭槽12C的前端12D与狭槽12B的后端12E分开的距离E(图4)被选择成用以在前端12D与链节17C之间提供最小间隙以及在后端12E与链节17B之间提供最小间隙。承靠在链节17C上的狭槽12C的前端12D构成后止动点19A，该后止动点19A防止在锚爪埋设装置1的向前嵌入期间当锚爪8经受土壤载荷时锚爪埋设装置1在链缆4上被向后推动。承靠在链节17B上的槽12B的后端12E构成前止动点19B，该前止动点19B用以在锚爪埋设装置1的向后收回期间当锚爪8经受土壤载荷时阻止锚爪埋设装置1在链缆4上被向前推动。因而，止动点19A和19B一起用于将锚爪埋设装置1定位在链缆4上的沿轴向的固定位置中，同时之前提到的用于伸展的余量确保了轴向载荷可以仅通过止动点19A或19B传递，而与链缆4中的张力的大小无关。

由于链节17A、17B和17C被松散地配装在相应的狭槽12A、12B和12C中，因此链缆4与锚爪埋设装置1之间的相对运动使止动点19A承靠在链节17C上或使止动点19B承靠在链节17B上，以分别在向前嵌入期间和向后收回期间用作从锚爪埋设装置1的板9进入链缆4中的轴向力的传递的唯一点。重要的是，止动点19A靠近接合部11的位置消除了由于土壤对锚爪8加载引起的几乎整个前柄7A中的直接应力。由于施加在锚爪埋设装置1后的链缆4中的拉伸载荷绕过前柄7A和后柄7B，因此不会在前柄7A和后柄7B中额外地引起由此造成的直接的拉伸应力。

在柄7与拉紧的链缆4的链节17A和17C之间的横向反作用承载力通过位于狭槽12A的前端处的支承接触点A和位于狭槽12C的后端处的支承接触点B(图4)起作用，该横向反作用承载力提供了抵抗力矩，以抵消由锚爪8的载荷引起的、趋于使锚爪埋设装置1相对于位于锚爪埋设装置1的外部的链缆4的轴线6的前部部分和后部部分在对称平面5中旋转的力矩。支承接触点A与支承接触点B以约等于链缆4的链节16和17的标称杆直径D(图4和6)的20倍的力矩臂距离L(图4)分开，尽管对锚爪埋设装置1而言仅装有链节17中的两个链节，但是距离L可以低至直径D的大约12倍。弯曲力矩引起柄7中的弯曲应力，在由于卡阻——例如，卡在诸如岩石之类的障碍物上——而在锚爪8的尖端20处发生集中载荷时所述弯曲应力主要存在于前柄7A中。然而，峰值拉伸弯矩应力没有因增加的直接应力而提高，结果是，柄7并且特别地前柄7A可以更轻并且因而施工成本更低。该有利的布置是由设置在横向载荷的前施加点A与轴向载荷的点19A之间的大约等于15D的分隔距离M(图4)促成的，并且该有利的布置是锚爪埋设装置1的重要方面。

锚爪8的板10相对于柄7的板9以在90°至115°的范围内的角度α(图5)倾斜，其中，角度α优选地为95°。锚爪8的板10与柄7的板9之间的接合部11相对于轴线14以角度β(图4)倾斜，该角度β在35°至60°的范围内，优选地为50°。锚爪8的前缘21相对于接合部11以在45°至75°的范围内的角度γ(图1)倾斜，其中，角度γ优选地为60°。在对称平面5中的连接袋装链节17A的前冠状部段24的中心23与锚爪8的尖端20的在对称平面5上的投影点25的直线22(图4)相对于轴线14以锐角δ倾斜并且该直线22在尖端20的后部处与接合部11在对称平面5上的投影线26形成锐角ε。角度δ在25°至35°的范围内，优选地为30°，并且角度ε在60°至85°的范围内，其中，对于锚爪埋设装置1而言优选地为80°，对于下面描述的末端锚爪埋设装置1A(图7)而言优选地为65°。

接合部11的长度为直径D的大约17倍。锚爪8的后缘27的长度为直径D的大约13倍。因此，当直径D等于50mm时，锚爪埋设装置1的投影在包含接合部11并且相对于对称平面5成直角的平面(未示出)上的锚爪区域大约为0.9平方米。

前柄7A的板9的前部末端28和后柄7B的板9的后部末端29各自具有等于1.5倍直径D的半径R(图4)。这允许前部露出链节16A(图1、图2、图4和图5)在对称平面5中在限制在狭槽12A中的链节17A上枢转通过大约180°，并且允许链节17D(图4)在横向于对称平面5的平面中同时在链节16A上枢转通过大约180°。类似地，后部露出链节16B(图2和图4)可以在对称平面5中在限制在狭槽12C中的链节17C上枢转通过仅约150°，这是由于链缆4因与锚爪8接触而被限制，而链节17E保持能够在横向于对称平面5的平面中同时在链节16B上枢转通过大约180°。

在柄7的板9与链节17A、链节17C之间的横向加载接触点A和横向加载接触点B(图3和3A)位于下述位置处：所述位置为当这种链节被加载在起锚机的锚链轮(还已知为线缆提升器或吉普赛)中时通常发生的位置。这些载荷传递点从1980年5月的休斯顿《OffshoreTechnology Conference》中的Det Norske Veritas(德国挪威船级社)的A.Berg和A.Taraldsen的公开论文号3813中的图14可获知，其指示了链节上的载荷传递区域的中心点位于距包含链节的中心轴线的横向平面大约0.9D的距离处，并且该中心点与链节的冠状部段的中心隔开沿平行于链节的中心轴线的方向测量的大约0.5D的距离。因此，柄7中的接触点A和B布置成与对称平面5间隔开距离X(图3A)并且定位成分别与链节17A或链节17C的冠状部段24的中心点23隔开沿平行于链缆4的轴线6的方向测量的距离Y。距离X在0.8D至1.0D的范围内，距离Y在0.4D至0.6D的范围内，使得链节17A和17C如锚链轮中那样被装载。

在通常用于在海上钻井工业中服务的5袋式锚链轮中，相邻的被支撑和未支撑的链节之间的角位移是36°。当锚爪埋设装置1嵌入海底土壤38中时，链节16A可以在对称平面5中从相邻的被支撑的链节17A角移位通过最大30°，这是因为该链节16A与线22(图4)在由于例如岩石障碍物而使得局部力施加在锚爪8的尖端20处时对准。因此，链缆4中的张力的横向分量——该张力的横向分量导致引起被支撑的链节17A中的弯曲应力——比锚链轮中将发生的横向分量以因子sin30/sin36＝0.85减小。因而，狭槽12A中的限制使链节17A(及，类似地，17C)能够在比锚链轮中发生的等同的轴向张力低15％的弯曲应力下操作。

板9的前部末端28和后部末端29分别仅在点A和点B的后部和前部与线A1和线B1张开通过20°的弯曲角度θ(图3)，以允许链节16A和16B在被张开的末端28和29阻止之前枢转出对称平面5枢转通过角度θ。这允许在未弯曲链节16A或链节16B的情况下调节链缆4的方位角变向。由于板9之间的间距1.1D小于锚链轮凹槽的宽度1.5D，因此即使末端28和29被张开仍维持了支承点A和支承点B与对称平面5的上述间距。

当由于链缆4在拉紧时的方位角变向而使得链节16A已经离开对称平面5侧向枢转20°时，横向地作用在锚爪埋设装置1或末端锚爪埋设装置1A上的力的分量是链缆4中的拉伸载荷的34％。这当锚爪埋设装置1或末端锚爪埋设装置1A嵌入到海底土壤38中时，足以使得锚爪埋设装置1或末端锚爪埋设装置1A转动至该变向的方向，结果使得链节16A达到的最大枢转实际上显著地小于20°。因此，链节16A(并且，类似地链节16B)在这种变向期间仅受到拉伸载荷。

上文描述的由板9在末端28、29处对于链节17D、16A和17A与链节17C、16B、17E的支承、限制以及铰接自由度的组合使得从锚爪埋设装置1的柄7起始的链缆4能够正常地作用，而不会由于在链节17A或链节17C中的增大的弯曲应力而引发损坏，并且使得实现了两个重型且昂贵的钩环的功能，因此，使得钩环变得没有必要。

链缆4沿着相对于轴线6以角度倾斜的方向P(图6A和图8)在海底土壤38中移动的穿透阻力与单元长度的链缆4的沿着方向P倾斜地观察到的面积AP成比例，其中AP是总面积，忽略了链缆4中的内部孔口，实际上，土壤不能流过链缆4。占据等效于AP的面积的单元长度的矩形条带的宽度W(图6A)是沿着方向P移动的链缆4的有效占据宽度。W对应于链缆4在海底土壤38中的穿透阻力的测量值。当沿着方向P观察时，随着角度减小，链节17呈现为靠近并且结合在一起，从而指示出W相对于以反比的且非线性的方式变化(图6A)。关于无横挡链——无横挡链的链节17的宽度WL是3.35D，可以确定的是，对于3.35D≥W≥3.25D；对于W＝2.69D；并且对于W＝2.48D。因此，当达到10°时，保持存在3.25/3.35x 100＝97％的实质上最大穿透阻力，并且类似地，对于等于30°的情况，保持存在80％的最大穿透阻力。因此，柄7的宽度WS(图6)被限制为不大于宽度WL，对于无横挡链该宽度WL等于3.35D，使得当较小时，在穿透到固定的海底表面40中的临界阶段处，柄7不会增大链缆4的穿透阻力。此外，当增大为达到30°时，为柄7采用1.9D至2.2D的范围内的较小的宽度的是优选的，已知这种情况在一系列若干锚爪埋设装置1深深地穿透到海底表面40以下的深度Z(图8)时发生。

板9和10的厚度分别为t9(图6)和t10(图5)并且为了制造经济性，板9和10可以具有相同的厚度。板9的厚度t9被选择为小于直径D，使得柄7的宽度WS小于3.35D。优选地，厚度t9被选择为不大于0.6D，并且优选地小于0.5D，以使得在链缆4的穿透方向P相对于轴线6处于较大倾斜角度的情况下由柄7添加至链缆4的穿透阻力最小。

现在参照图7，末端锚爪埋设装置1A是锚爪埋设装置1的改型，以更好地适于用作位于链缆4的端部处的末端装置。末端锚爪埋设装置1A的柄7被制成为在侧视图中呈钩形形状，并且被加长为在五个狭槽12中容纳链缆4的五个链节17。锚爪8被增大并且偏离于平面13和轴线14，使得接合部11的最后部点30位于平面13上或在平面13下方。锚爪埋设装置1A的柄7以与用于锚爪埋设装置1的柄7的相同的方式在邻近前部末端28A的位置处外开成八字形。而且，链节16A和17A以与用于锚爪埋设装置1的链节相同的方式被支承和加载。锚爪8的增大的偏置载荷使得在柄7中产生更高的弯曲力矩。这引起了更高的应力，更高的应力以如下方式被适应：通过适当地增大板9的截面深度以及与柄7的端部28A相距的距离，并且将在板9之间添加加强板31以用作间隔板，这增大了柄7的强度，而不会增大柄7的宽度WS。两个异形间隔板32被焊接至板9中的每个板9以充当间隔件并且提供了与先前示出的止动点19A和19B不同的止动点19C和19D，因此链缆4的安置于对称平面5中的倒数第二个链节33和最后一个链节34被限制。重型螺栓35穿过板9和间隔板32以防止间隔板32通过由最后一个链节34传递至间隔板32的较大力而被迫分开。最后一个链节34还可以充当用于悬挂索的附接的凸耳以便于安装。柄7的板9借助于渐缩的加劲件36和37而延伸至锚爪8的梢端20以使得末端锚爪埋设装置1A能够经受施加在梢端20处的高集中载荷。因此，实质上，末端锚爪埋设装置1A是海洋拖曳嵌入式锚，该海洋拖曳嵌入式锚构造成两个半部以从两侧组装到链缆4上，其中链缆4在其中用作并行的受力元件并且提供了足够的铰接以消除对常规重型且昂贵的钩环的需要并且消除了与这种钩环相关联的高穿透阻力的损坏。

锚爪埋设装置1或末端锚爪埋设装置1A可以分别配装有防横滚稳定器42和防横摆稳定器43(图9和图10)。

防横滚稳定器42(图9)包括矩形板43，该矩形板43以在锚爪埋设装置1的每一侧各一个的方式附接至锚爪板10的边缘44，附接在沿着边缘44的长度的近似中点的位置处，其中，板43的边缘45与边缘44对准。板43位于平面46中，该平面46布置成与对称平面5成直角(图3和图5)，并且相对于锚爪埋设装置1的轴线14以角度△倾斜。平面46与对称平面5相交于线46A。角度△由线46A和轴线14定界，并且处于0°至40°的范围内，其中角度△优选地为20°。板43的面积在每个板10的面积的8％至12％的范围内，其中，优选的是每个板10的面积的10％。附在板43上的土壤产生了平行于对称平面5的力，这引起了围绕链缆4的轴线6的横滚力矩。锚爪埋设装置1的任何横滚动作使得板43中的一个板比另一个板在土壤38中埋设得更深，并且因此引起了围绕轴线6的横滚力矩的净不平衡，从而起作用以抵抗横滚作用，因此提供了防横滚的稳定效果。锚爪埋设装置1需要仅在横滚方面被稳定，因为通过给予较大的抵抗力矩，在链缆4中的张力抵抗锚爪埋设装置1的轴线14与链缆4的轴线6的邻近于锚爪埋设装置1并且在锚爪埋设装置1外部的那些部分之间的横摆未对准。

防横摆稳定器46(图10)包括大致三角形的板47，大致三角形的板47以在末端锚爪埋设装置1A的每侧各一个的方式附接。三角形板47的前部顶点47A在沿着边缘48的长度的近似中点的位置处附接至锚爪板10的边缘48。三角形板47的上边缘49位于包含锚爪板10的平面50中，该锚爪板10部分地延伸以支承三角形板47。三角形板47位于平面51中，该平面51以相对于对称平面5的角度Ω倾斜(图3和图5)，使得平面51与对称平面5之间的交线(未示出)相对于末端锚爪埋设装置1A的轴线14成直角。因此，当末端锚爪埋设装置1A的角度α(图5)等于90°，角度Ω介于边缘48与49之间。角度Ω在10°至35°的范围内，其中优选的是20°。三角形板47的面积在每个锚爪板10的面积的80％至20％的范围内，其中优选的是14％。由于缺乏如先前针对锚爪埋设装置1提到的由链缆4中的拉伸力产生的抵抗力矩，末端锚爪埋设装置1A的任何横滚导致发生横摆。因此，末端锚爪埋设装置1A经受横滚横摆两者。由于针对末端锚爪埋设装置1A在土壤38中的横滚的阻力大于针对横摆的阻力，所以与横滚相比，更容易且更有效使横摆稳定。防横摆的稳定装置防止末端锚爪埋设装置1A的锚爪点20沿着螺旋形横滚横摆路径侧向移动，否则在横滚-横摆两者的影响下会发生横滚横摆。锚爪埋设装置1的任何横滚动作会使得三角形板47中的一个三角形板在土壤38中埋得更深，并且因此导致关于在链缆4的邻近于柄7的最前端部28A的链节16A和17A之间的铰接接触点的横摆力矩的稳定净不平衡。通过防止锚爪点20沿着不稳定的螺旋形横滚-横摆路径侧向移动，这起作用以抵抗初始横滚作用。

若干锚爪埋设装置1可以与末端锚爪埋设装置1A相结合来使用(图8)以使得能够充分地利用任何尺寸的链缆的整体的承载能力。每个锚爪埋设装置1有效地抵消了在海底土壤38中的链缆4的邻近的穿透阻力以允许末端锚爪埋设装置1A实现了在海底表面40下方的穿透深度Z，这对于每个装置的载荷贡献的总和足以匹配链缆4的破裂载荷。在具有覆盖在不可穿透的岩石层41上的受限的竖向范围的可穿透的土壤38的海底39中(图8A)，延伸的一系列锚爪埋设装置1可以抵靠于层41展开和安装，同样来自每个装置的载荷贡献的总和能够匹配链缆4的破损载荷。

末端锚爪埋设装置1A——现在简称为锚爪埋设装置1A——还可以代替锚爪埋设装置1使用以利用具有相对于链缆4的轴线6偏置的锚爪的优点。一系列锚爪埋设装置1A可以例如使用在硬的海底表面40上，在这种情况下，偏置的锚爪8能够在柄7的底面41(图7)承靠在海底39的表面40上之前几乎完全穿入以抵抗或甚至阻止进一步的嵌入。

将易于理解是，上文描述的锚爪埋设装置的各种变型在本发明的范围内是可能的。例如，柄7的板9可以设置有数量与附图中所示的狭槽12的数量不同的狭槽。此外，在将锚爪埋设装置1组装到链缆4上之后，根据长期服务的特别的需要，可以沿着柄7的外周设置在板9之间的附加的长形分离式间隔件(未示出)——该间隔件关于对称平面5分离开，以使得能够执行沿着分离线的外部焊接。

本发明提供了多个优点。由于锚爪埋设装置1和1A各自由两个半部构成，以用于在链缆4上实现最终的组装，所采用的装置数量和在装置之间的间隔能够选择为适于土壤环境和使用偏好。装置一旦被拆卸在标准运输容器中在规格方面是易于运输且运输成本便宜。通过在锚爪埋设装置1和1A内结合链缆4以及使柄7的板9外开成八字形以提供足够程度的铰接而消除了对于昂贵的钩环的需要。作为装置1和1A内的主要受力元件的链缆4的使用允许实现应力的显著减小，这使得减小了构造成本。通过使用多个锚爪埋设装置1以及末端锚爪埋设装置1A而获得的沿着链缆4的长度分布载荷的能力允许以某种方式并且以迄今为止不可获得的低成本的方式从具有浅的或深的泥沙环境的海底获得高的保持能力。

Claims (22)

1.一种锚爪埋设装置(1，1A)，所述锚爪埋设装置(1，1A)包括对称平面(5)并且包括本体构件(7)和锚爪构件(8)，所述锚爪构件(8)以相对于所述本体构件(7)的纵向轴线(14)成锐角倾斜的方式附接至所述本体构件(7)，并且所述锚爪埋设装置(1，1A)包括附接部件(12A，12B，12C，19A，19B)，所述附接部件(12A，12B，12C，19A，19B)用以将所述本体构件(17)保持在包括一系列链节(16，17)的链缆(4)上的固定位置中，由此所述纵向轴线(14)维持为与所述链缆(4)的轴线(6)大致对准，所述本体构件(7)适于维持所述链缆(4)在所述本体构件(7)中以限定的姿态延伸，所述附接部件(12B，12C)包括所述本体构件(7)上的第一接触点(19A，19B，19C，19D)和所述本体构件(7)上的第二接触点(A，B)，其中，所述第一接触点(19A，19B，19C，19D)用于将轴向载荷从所述第一接触点(19A，19B，19C，19D)传递至所述链缆(4)的链节(17B，17C)上的对应点，所述第二接触点(A，B)用于将横向载荷从所述第二接触点(A，B)传递至所述链缆(4)的链节(17A，17C)上的对应点。

2.根据权利要求1所述的锚爪埋设装置(1，1A)，其中，所述限定的姿态包括所述链缆(4)的交替的链节(17)被维持在相对于所述对称平面(5)成直角的平面中。

3.根据权利要求1或2所述的锚爪埋设装置(1，1A)，其中，所述第二接触点(A，B)定位成在所述锚爪埋设装置(1，1A)的操作期间抑制在所述链缆(4)的所述链节(17A，17B)中引起与在张紧所述链缆(4)时在起锚机的锚链轮中出现的弯曲应力相类似的弯曲应力。

4.根据权利要求1至3所述的锚爪埋设装置(1)，其中，所述第二接触点(A，B)定位在所述本体构件(7)上的两个位置处，以承靠在所述链节中的间隔开的两个链节(17A，17C)上，用以对抗在当所述链缆(4)拉紧时穿入海底土壤(38)的同时与海底土壤相互作用期间在所述锚爪埋设装置(1)中引起的转矩。

5.根据权利要求4所述的锚爪埋设装置(1)，其中，所述第二接触点(A，B)的所述两个位置间隔开了下述距离：所述距离不小于所述链节(16，17)的杆直径(D)的12倍，并且优选地不小于所述杆直径(D)的20倍。

6.根据权利要求1至5所述的锚爪埋设装置(1，1A)，其中，所述第二接触点(A，B)定位成使得位于相对于所述对称平面(5)成直角的平面中的链节(17A，17C)上的所述对应的载荷传递点与所述对称平面(5)间隔开了下述距离：所述距离处于所述链节(17A，17C)的标称杆直径(D)的0.8倍至所述链节(17A，17C)的标称杆直径(D)的1.0倍的范围内。

7.根据权利要求1至6所述的锚爪埋设装置(1，1A)，其中，所述第二接触点(A，B)定位成使得位于相对于所述对称平面(5)成直角的平面中的链节(17A，17C)上的所述对应的载荷传递点与所述链节(17A，17C)的位于所述对称平面(5)中的冠状部段的中心点分开了沿平行于所述链缆的所述轴线(6)的方向测量的在所述链节(17A，17C)的标称杆直径(D)的0.4倍至0.6倍的范围内的距离。

8.根据权利要求1至7所述的锚爪埋设装置(1，1A)，其中，所述附接部件(12A，12B，12C，19A，19B)包括位于所述本体构件中的布置成用以容置所述链缆(4)的链节(17A，17B，17C)的袋部(12A，12B，12C)。

9.根据权利要求8所述的锚爪埋设装置(1，1A)，其中，所述袋部(12A，12B，12C)将所述链缆(4)的所述链节(17A，17B，17C)限制成位于相对于所述对称平面(5)成直角的平面中。

10.根据任一前述权利要求所述的锚爪埋设装置(1，1A)，其中，所述锚爪埋设装置(1，1A)大致以两个半部(2，3)形成，所述两个半部(2，3)相对地侧向组装在所述链缆(4)上。

11.根据任一前述权利要求所述的锚爪埋设装置(1，1A)，其中，所述第一接触点(19A，19B，19C，19D)邻近所述锚爪构件(8)定位，由此由所述锚爪埋设装置(1，1A)施加在所述链缆(4)中的拉伸载荷基本上绕过所述本体构件(7)的位于所述第一接触点(19A，19B，19C，19D)的前方的部分。

12.根据任一前述权利要求所述的锚爪埋设装置(1，1A)，其中，所述本体构件(7)包括两个长形构件(9，10)，所述两个长形构件(9，10)各自大致平行于所述对称平面(5)而设置并且各自沿着所述链缆(4)的两个相对侧部中的一个侧部延伸。

13.根据权利要求12所述的锚爪埋设装置(1，1A)，其中，所述长形构件(9，10)呈板状。

14.根据任一前述权利要求所述的锚爪埋设装置(1，1A)，其中，所述袋部(12A，12B，12C)包括长形狭槽(12A，12B，12C)，所述长形狭槽(12A，12B，12C)贯穿所述板状长形构件(9，10)中的每一者以容置所述链节(17A，17B，17C)。

15.根据权利要求12至14所述的锚爪埋设装置(1，1A)，其中，板状的所述长形构件(9，10)间隔开了在所述链节(16，17)的标称直径的1.06倍至所述链节(16，17)的标称直径的1.1倍之间的距离。

16.根据任一前述权利要求所述的锚爪埋设装置(1，1A)，其中，所述本体构件(7)的横向于所述链缆(4)测量的宽度小于所述链缆(4)的链节(16，17)的横向于所述链缆(4)测量的宽度。

17.根据权利要求13至16所述的锚爪埋设装置(1，1A)，其中，所述板状长形构件(9，10)各自的厚度(t9)小于所述链缆(4)的链节(16，17)的杆直径(D)，并且进一步优选地小于所述杆直径(D)的0.5倍。

18.根据权利要求13至15以及17所述的锚爪埋设装置(1，1A)，其中，所述长形构件(9，10)在末端(28，29)处张开，使得所述链缆(4)的从所述末端(28，29)露出的链节(16A，16B)能够从所述对称平面(5)侧向自由摆动通过达20°的角度(θ)，其中，所述角度(θ)进一步优选地为12°。

19.根据权利要求18所述的锚爪埋设装置(1，1A)，其中，露出的所述链节(16A，16B)能够在所述对称平面(5)中自所述纵向轴线(14)摆动通过达90°的角度。

20.根据任一前述权利要求所述的锚爪埋设装置(1)，其中，所述锚爪埋设装置(1)包括横滚稳定器(42)。

21.根据任一前述权利要求所述的锚爪埋设装置(1A)，其中，所述锚爪埋设装置(1A)包括横摆稳定器(46)。

22.根据任一前述权利要求所述的锚爪埋设装置(1，1A)，其中，所述锚爪埋设装置(1，1A)布置成使得包含所述本体构件(7)中的最前面的袋部(12A)中的链节(17A)的位于所述对称平面(5)中的前冠状部段的中心点和所述锚爪构件(8)的最前面的点(20)在所述对称平面(5)上的投影点(25)的直线(22)相对于所述纵向轴线(14)以在25°至35°的范围内的角度(δ)倾斜，其中，所述角度(δ)进一步优选地为30°。